• 한국음향학회지
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• 제31권5호
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• pp.332-339
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• 2012

빔공간 변환(beamspace transform) 기법은 공간 영역의 신호를 입사각 혹은 그 사인함수의 영역으로 변환하는 기법으로, MUSIC과 같은 음원 정위 및 추적(source localization and tracking) 문제나 적응 빔형성(adaptive beamforming)과 같은 문제에서 많이 사용되는 기법이다. 다채널 음원 분리 기법에 사용될 때에는, 음원의 정보 뿐만아니라 해당 음원의 이미지(image)를 재구성하여야 하므로 역변환 기법 또한 중요하다. 본 논문에서는 멀티 채널 음원 분리 기법을 위한 빔공간 변환 기법과 그 역변환 기법에 대하여 고찰하였으며, 특히 빔공간-영역 다채널 비음수 행렬 분해 기법에 적용되었을 때 그 성능에 미치는 영향을 중점적으로 살펴보았다.

• 한국음향학회지
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• 제31권5호
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• pp.317-331
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• 2012

본 논문에서는 다채널 음향 신호의 음원 분리를 수행하기 위하여, 빔공간-영역에서 다채널 비음수 행렬 분해 기법을 이용하는 음원 분리 시스템을 제안한다. 비음수 행렬 분해(NMF) 기법은 음원 분리에서 최근 널리 쓰이는 알고리즘이며, 특히 최근에는 다채널 비음수 행렬 분해(MC-NMF) 기법으로 발전하여 다채널 음향 신호에 대해서 적용되고 있다. 본 논문에서 제안하는 다채널 비음수 행렬 분해 기법은 빔공간-영역에서 수행되어, 기존의 다채널 비음수 행렬 분해 기법에 비해 좋은 성능을 가진다. 제안되는 비음수 행렬 분해 기법은 SiSEC 2010의 데이터셋을 이용하여 검증되었다.

• 한국음향학회지
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• 제36권2호
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• pp.100-107
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• 2017

초점 MVDR(Minimum Variance Distortionless Response) 빔 형성은 근접장에서 표적의 위치를 추정하는데 적용될 수 있다. 하지만 배열을 구성하는 센서의 수가 많아질수록 공분산 행렬의 역행렬을 구하는데 많은 계산량을 필요로 한다. 본 논문에서는 부 배열의 원거리 빔 형성기 출력들로부터 빔 공간을 형성하고 이를 이용하여 초점 MVDR 빔 형성을 수행하는 방식을 제안하였다. 제안된 방법의 성능을 분석하기 위하여 모의실험을 수행하였다. 모의실험 결과, 제안된 방법의 공간 분해능이 기존의 지연 합 빔 형성기를 이용한 경우 보다 높게 나타났다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권4C호
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• pp.336-341
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• 2008

본 논문에서는 신호의 반 파장 간격으로 안테나 소자를 배치한 빔형성 시스템에서 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 빔형성 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 수신 신호 공간을 스팬(span)하는 고유 벡터들을 이용하여 빔형성 한다. 본 논문에서는 채널 추정을 위한 최적의 고유 공간 차수를 정하기 위한 기준도 제안한다. 제안된 알고리즘을 적용한 빔형성 시스템은 기존의 빔형성 시스템과는 달리 각 퍼짐이 증가함에 따라 다이버시티 이득을 얻어 그 성능이 개선된다. 본 논문은 제안된 알고리즘의 설명과 함께 다양한 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 제안 알고리즘의 성능 분석을 제공한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권3호
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• pp.425-431
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• 2015

빔 공간 Multiple-Input Multiple Output(MIMO) 시스템은 단일 Radio Frequency(RF)-체인을 가지는 Electronically Steerable Parasitic Array Radiator(ESPAR) 안테나를 이용하여 다수의 데이터를 동시에 전송할 수 있는 시스템이다. 단일 안테나, 단일 RF-체인을 사용하는 ESPAR 안테나의 특성에 의해 빔 공간 MIMO 시스템은 기존 MIMO 시스템에 비해 시스템의 복잡도가 줄어들고 안테나의 소형화가 가능하다. 기존에는 빔 공간 MIMO 시스템을 사용하여 단일 반송파를 전송하는 연구만이 진행되었다. 따라서 본 논문에서는 다중 반송파를 전송하기 위해 Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) 기반의 빔 공간 MIMO 시스템을 제안하고 성능을 분석하였다. 제안하는 빔 공간 MIMO 시스템은 기생소자의 리액턴스 값에 의해 Bit Error Rate(BER) 성능이 변화하기 때문에 최적의 성능을 가지는 리액턴스 값을 찾고, 이때의 BER 성능이 기존의 MIMO OFDM 시스템의 성능과 유사한 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.37-37
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• 1999

KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 핵융합 토카막 실험 장치의 플라즈마 가열을 위한 수소 중성입자빔 수송라인 내에 설치되는 collimator에 가해지는 열속 및 플라즈마에 전달되는 빔의 통과율을 해석하였다. 43cm$\times$12cm 크기의 이온원으로부터 방출되는 이온빔의 공간적 분산은 기본적으로는 Gaussian 분산(수직바향으로 1.2$^{\circ}$, 수평방향으로 0.5$^{\circ}$)의 형태를 가지지만 이온 가속 전장의 공간적 불균일로 인해 Gaussian 분산에서 다소 벗어나는 형태를 띠게 되는데, 이의 영향을 고려할 수 있는 수학적 모델을 정립하였다. 해석에 고려된 요소들은 다음과 같다. 이온원을 수많은 점원의 집합으로 가정하여 각각의 점원으로부터 주어진 공간적 분산을 가지는 이온들이 방출되는 것으로 가정하였으며, 방출된 이온은 중성화 과정을 거쳐 40%의 이온만이 중성입자화되며, 중성화되지 않은 60%의 이온들은 bending magnet에서 ion dump로 유도되어 사라지며, 나머지 중성입자들은 직진 운동을 하게 된다. 빔 진행 도중 빔 중앙에서 크게 벗어나는 일부 중성입자들은 여러 겹으로 존재하는 빔 collimator에 의해 단계적으로 제거되며, 일부 중성입자들은 잔류 수소기체에 의한 재이온화 과정을 거치기도 한다. 여기서는 정립된 수학적 모델을 이용하여 이들 collimator에서 제거되는 양 및 재이온화 손실들을 고려하여 최종적으로 플라즈마에 입사되는 중성입자 빔을 계산하였다. 한편, 빔 수송라인 설치시에 발생할 수 있는 설치 오차를 이온원 설치시의 오차와 빔 collimator 설치상의 오차로 구분하여 이들의 의한 영향도 계산하였다. Gaussian 분산을 가정하였을 경우, 이온원에 가장 근접하여 설치되는 collimator에 가해지는 수직성분의 열속은 9.7kW/cm2로 계산되었다. 이 열속을 제어 가능한 수준으로 낮추기 위해서 collimator는 빔 라인과 거의 나란하게 설치될 것이다. 빔의 통과율은 약 33%로서 하나의 이온원에서 방출된 7.8MW 중 2.5 MW만이 플라즈마에 전달되는 것을 알 수 있었다. Non-Gaussian 분산의 경우, 최대 열속은 9.1kW/cm2로 다소 낮아졌으나, 빔통과율은 28%정도로 더욱 낮아졌다. 설치상의 오차에 의한 영향을 살펴보면, 이온원이 1$^{\circ}$ 정도 기울어지게 설치된다면 collimaor에 가해지는 최대 열속 및 빔통과율은 약 15kW/cm2, 16.6% 정도로 나타나 매우 심각한 결과를 초래함을 알 수 있었다. 이에 비해 collimator 설치상의 오차의 영향은 이보다 훨씬 작아 5mm 오차가 발생했을 경우에도 최대 열속은 12kW/cm2까지 증가했으나, 빔 통과율의 변화는 거의 없었다.

• 한국음향학회지
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• 제39권3호
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• pp.200-206
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• 2020

본 논문은 공간 응답 변화량(Spatial Response Variation, SRV)을 사용한 광대역 빔 형성 방법을 제안한다. SRV를 정규화 항으로 적용하여 목표하는 주파수 대역에서 주 빔 폭의 변동이 약 1도 이내로 적은 양질의 광대역 빔패턴을 얻도록 하였다. 설계 실험에서 제안 된 방법이 기존 방법보다 낫다는 것을 입증하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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• pp.312-313
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• 2000

공간솔리톤(spatial soliton)은 빔이 매질을 진행할 때 자기집속 효과(self-focusing effect) 와 자기확산 효과(self-defocusing effect)에 의해서 회절이 보상되어 형성된다. Kerr 매질에서는 굴절률의 변화가 빔의 세기에 비례하하므로 솔리톤을 발생시키기 위해서는 수 MW/$ extrm{cm}^2$ 이상인 빔의 세기가 요구된다. 광굴절 매질은 광굴절효과에 의해서 굴절률의 변화로 공간솔리톤을 발생시킨다. 비균일한 빔이 매질에 입사되면 전도대로 여기된 free carrier가 분포 차이에 의해서 확산이 일어나게 된다. 그리고 외부에서 걸어준 전기장 및 광기전력 효과로 인한 drift가 일어나게 되고 이것에 의해 생긴 공간 전하장(space charge field)에 의하여 굴절률의 변화가 생긴다. (중략)

• 한국광학회지
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• 제15권3호
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• pp.200-213
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• 2004

등방성 빔 단면과 비등방성 공간 부분 코히어런스 특성을 갖는 가우시안 셀 모델 빔의 구현에 대하여 연구하였다. He-Ne 레이저의 가우시안 빔이 회전하는 홀로그래픽 확산판을 통과하면서 생성된 확산광을 등방성 빔 단면과 비등방성 공간 코히어런스 특성을 갖는 가우시안 셀 모델 빔으로 만드는 광학계를 제안하였다. 광학계의 해석적 설계 방정식을 유도하였고 이를 사용한 설계 예를 제시하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권5호
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• pp.220-228
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• 2014

ESPAR(Electronically Steerable Parasitic Array Radiator) 안테나는 기존의 다중 안테나 시스템이 가지는 다중 RF-체인으로 인한 공간적인 제한과 에너지 효율의 문제를 극복하는 기술이다. 다중 안테나와 다중 RF-체인을 사용함으로써 발생하는 문제를 해결하기 위해 단일 RF 체인을 갖는 ESPAR 안테나를 사용하여 다수의 데이터를 동시에 전송할 수 있는 빔 공간 MIMO 시스템이 제안되었다. 기존 연구에서는 PSK 변조 계열에서의 빔 공간 MIMO 시스템에 대해 제안되었다. 본 논문에서는 1개의 능동소자와 2개의 기생소자를 가지는 ESPAR 안테나를 사용하여 PSK 변조뿐만 아니라 QAM 변조에서도 빔 공간 MIMO 시스템이 가능하다는 것을 밝히기 위해 16, 64-QAM 변조방식을 이용한 2x2 빔 공간 MIMO 시스템을 제안하고 성능을 평가하였다. ESPAR 안테나의 기생 소자의 리액턴스를 조절하여 리액턴스 셋을 생성하여 QAM 계열의 심볼을 생성할 수 있다는 것을 확인하고 시뮬레이션을 통해 이를 전송하여 빔 공간 MIMO 시스템의 통신성능이 기존의 MIMO 시스템과 유사하게 되는 것을 확인하였다.